¿Por qué tiene arrugas el cerebro?

Cuando pensamos en un cerebro, lo primero que se nos viene a la mente es una gran masa rosada y arrugada, ¿cierto? Pero, ¿por qué tiene arrugas el cerebro y de qué están hechas esas arrugas o pliegues? Los pliegues del cerebro no están ahí al azar y hasta tienen nombres. Las formaciones hundidas se llaman surcos y las partes elevadas, giros, y se producen porque la corteza cerebral se dobla.

La corteza cerebral

La corteza cerebral es una capa delgada que cubre a los hemisferios cerebrales y está involucrada en procesos cognitivos como la memoria, el lenguaje y la formación de la conciencia. Cuando un embrión se está desarrollando, el cerebro empieza a crecer con una superficie lisa. Conforme va creciendo el cerebro, la corteza cerebral empieza a formar la girificación—la formación de los surcos y giros. Es interesante mencionar que los giros más prominentes están conservados entre individuos e incluso, a veces, entre especies. Esto nos dice que el desarrollo del cerebro es similar entre diferentes animales.

En la especie humana, el cerebro ha aumentado de tamaño rápidamente durante su evolución y se debe principalmente al crecimiento de la corteza. Debido a que un cerebro grande necesita más espacio, una explicación de por qué existen arrugas, es que los pliegues permiten que el área de superficie de la corteza cerebral aumente dentro de un espacio confinado como el cráneo.

¿Por qué se arruga la corteza?

Existen varios factores e hipótesis de cómo ocurre la girificación. Para ayudar a elucidar este proceso, investigadores en Harvard desarrollaron un modelo usando un gel tridimensional basándose en imágenes del cerebro obtenidas por IRM (imagen por resonancia magnética). Este modelo es después recubierto con otro gel de material diferente para simular la corteza cerebral. Para imitar la expansión de la corteza, colocaron el modelo dentro de un líquido que producía la expansión del segundo material, el cual empezaba a arrugarse mientras se expandía.

Descubrieron que la girificación se debe a las propiedades mecánicas de la corteza cerebral. Cuando las células neurales crecen y se dividen, el aumento de células ocasiona que el cerebro aumente de tamaño, esto ocasiona que la corteza se comprima y se formen los surcos y giros. Los investigadores fueron capaces de simular las arrugas de la corteza y se sorprendieron al ver que su modelo tridimensional se asemejaba mucho a un cerebro humano. Al parecer, las arrugas se forman simplemente por fuerzas físicas y no biológicas como previamente se pensaba.

¿Existen cerebros sin arrugas?

Modelo de gel tridimensional simulando las arrugas de un cerebro humano
Modelo de gel tridimensional (Imagen: Mahadevan Lab/Harvard SEAS)

Es interesante mencionar que en la naturaleza, la mayoría de los cerebros son lisos. En general, animales con cerebros grandes como los delfines o elefantes, tienen cortezas cerebrales arrugadas, mientras que animales con cerebros pequeños como los conejos o ratas tiene cerebros pequeños y lisos. En humanos, un cerebro liso o lisencefálico es producto de una malformación causada por defectos en el desarrollo embrionario. Este estudio, llevado a cabo por los investigadores en Harvard, es valioso para entender cómo se desarrolla el cerebro y qué sucede cuando no se desarrolla correctamente, lo cual conlleva a trastornos del cerebro.


Texto adaptado de la publicación por el mismo autor:

https://blogs.ucl.ac.uk/researchers-in-museums/2017/04/27/why-do-brains-have-wrinkles/

Citlali Helenes González


Referencias:

  • Roth, G. and Dicke, U., 2005. Evolution of the brain and intelligence. Trends in cognitive sciences9(5), pp.250-257.
  • Ronan, L. and Fletcher, P.C., 2015. From genes to folds: a review of cortical gyrification theory. Brain Structure and Function220(5), pp.2475-2483.
  • Manger, P.R., Prowse, M., Haagensen, M. and Hemingway, J., 2012. Quantitative analysis of neocortical gyrencephaly in African elephants (Loxodonta africana) and six species of cetaceans: comparison with other mammals. Journal of Comparative Neurology520(11), pp.2430-2439.
  • http://www.seas.harvard.edu/news/2016/02/new-research-replicates-folding-of-fetal-human-brain
  • https://www.youtube.com/watch?v=f-JraqXhinY

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